Согласно принятым в России «Концепции охраны здоровья здоровых» [Протокол Коллегии МЗ РФ № 12 от 25.06.2002 г.] и отраслевой программе «Охрана и укрепление „здоровья здоровых“ на 2003;2010 гг.» [Приказ № 14 МЗ РФ от 21.03.2003], снижение заболеваемости и увеличение популяции практически здоровых людей относится к числу приоритетных народнохозяйственных проблем, решение которых имеет важное социально-культурное значение, вносит значительный вклад в развитие экономики страны и является фактором национальной безопасности. Данная проблема возникла в результате снижения популя-ционного здоровья до критически низкого уровня и особенно усилилась в связи с демографическим кризисом, прогрессирующим ослаблением медицинского менеджмента, а также в связи с нарастанием экологического неблагополучия [Агаджанян Н.А., 1994; Щепин О. П. и др., 2000; Тихонова И. В., 2001; Эльпинер Л. И., 2002]. Это обусловливает актуальность научной задачи, связанной с раскрытием механизмов сохранения и укрепления здоровья в процессе индивидуального развития и реализации потенциала человека с учетом его биологических особенностей, а также экологического фона.
В соответствии с представлением о механизмах этиопатогенеза особое внимание уделяют экологической модели [Дильман В.М., 1987; Engelhardt J.F., 1999] и понятию экологического здоровья [Иванов В.В., 1997]. Вклад загрязнений окружающей среды в ухудшение состояния здоровья людей в промышленных регионах и городах, где проживает более 40% населения страны, составляет по разным оценкам от 30% ДО 50% [Борисова JI.C., 1997; Авалиани С. Л. и др., 2001 Agadgjanyan N.A., Магу-anovsky А.А., 2003]. Эта величина может быть еще выше с учетом стрессовых ситуаций, связанных с социальными процессами, неблагоприятными природными и производственными условиями, онтогенетически запрограммированными нарушениями гомеостаза [Судаков К.В., 1998; Гичев Ю. П., 2002; Ames B.N. е.а., 1993; Gender and Health., 1998]. Полностью устранить вредное влияние большинства факторов внешней среды на организм невозможно, поэтому возрастает актуальность гомеостатической профилактики, связанной с усилением защиты организма от внешних и внутренних источников повреждений [Черешнев В.А. и др., 1992, 1999; Кацнельсон Б. А. и др., 1999]. Реализация этой стратегии сдерживается недостаточной разработанностью функциональной статусметрии ключевых систем жизнеобеспечения организма (в первую очередь, энергетического и адаптационного гомеостатов) [Вейбл Э.Р., 1998; Артамонова В. Г. и др., 2000; Albertini R., Abuja P.M., 1998]. Только эффективная, т. е. ранняя, диагностика имеет значение для снижения риска нарушений здоровья в условиях экологической нестабильности, при этом успешность диагностики определяется выбором адекватных параметров адаптационного потенциала [Григорян С.С., Ершов Ф. И., 1996; Камышников B.C., 1999; Ueno N. 1986; Rayman M.P., 2000].
В процессе адаптации проявляется пластичность регуляторных и защитных систем, направленная на восстановление гомеостаза в изменившихся условиях среды. При оценке функционального состояния организма у различных групп здоровых людей особое внимание уделяется резервным возможностям специфической и неспецифической резистентности. Методический арсенал тестирования параметров иммунного статуса широк: от оценки сывороточных факторов, реакций розеткообразования до диагностики с помощью моноклональных антител. При этом большинство показателей неспецифичны по отношению к контролируемому фактору среды и непригодны для установления характера профильных иммунных дисфункций. Зато они могут быть высоко информативны при оценке здоровья людей вне патологии, поскольку отражают изменение реактивности в ответ на воздействие любого фактора, затрагивающего устойчивость биологических систем [Земсков A.M., Караулов А. В., 1994]. Показатели неспецифического иммунитета особенно востребованы при обнаружении экологически обусловленных вторичных иммунодефицитных синдромов [Черешнев В.А., 1999]. В литературе представлено большое количество методических подходов для изучения функционального диапазона защитных реакций. Их сравнительный анализ и систематизация необходимы для выбора наиболее эффективного, экспрессного и экономичного способа исследования функционально-метаболических процессов резистентности организма.
Иммунологические нарушения развиваются одновременно с нарушением клеточного метаболизма и сопровождаются дисбалансом свободнорадикальных процессов внутренней среды организма, в частности, нарастанием процессов перекисного окисления липидов [Ка-лабухов Н.И., 1946; Касохов А. Б., 1999; Казначеев В. П., 2002]. Доказана роль окислительного стресса в качестве одного из ведущих факторов эко-патогенеза [Абакумова Ю.В., Ардаматский Н. А., 1999; Величковский Б. Т., 2001; Ames B.N. е.а., 1993; Chiueh С.С., 2001]. В связи с этим разнообразные природные и искусственные антиоксиданты широко рекомендуются как средства универсальной профилактики заболеваний [Пилат Т.Д., 2002; Cuzzocrea S. е.а., 2001; Digiesi V. е.а., 2001]. Тем не менее их реальная эффективность не всегда соответствует ожидаемой. Это означает, что для корректного использования антиоксидантов недостаточно конста-татировать факт интенсификации процессов перекисного окисления, важно выяснить механизм развития нарушений редокс-равновесия.
Диагностика окислительного стресса затруднена множественностью разновидностей и путей образования активных форм кислорода, неоднозначностью и взаимозависимостью работы антиоксидантных систем. Эти трудности могут быть преодолены при использовании параметров реактивности клеточного звена неспецифической резистентности, функциональный ответ которого непосредственно связан с равновесием в системе биопрооксиданты/биоантиоксиданты, и обеспечивает уникальную возможность интегральной оценки редокс-баланса внутренней среды организма. Разделение специфического и неспецифического реагирования носит условный характер, в живом организме эти механизмы тесно связаны физиологическими и метаболическими реакциями. Поэтому изучение функционально-метаболических процессов резистентности является перспективным направлением для интегральной оценки резервных возможностей иммунной системы, имеющей первостепенное значение для формирования адаптационного потенциала организма.
Цель: исследование функционально-метаболических процессов резистентности организма в условиях природных и техногенных воздействий для сохранения здоровья населения. Основные задачи:
1) проанализировать имеющиеся методические подходы для оценки резистентности организма в условиях природных и техногенных воздействий;
2) обосновать выбор объектов и методов исследования адаптационного потенциала и резистентности организма человека и животных к влиянию природных и техногенных условий;
3) изучить реактивность неспецифической защиты организма рыб и животных к вредным воздействиям;
4) изучить функционально-метаболические процессы резистентности организма человека в условиях природных и техногенных воздействий;
5) изучить функционально-метаболические процессы резистентности организма человека при коррекции дизадаптивных состояний с помощью контролируемых факторов среды.
ВЫВОДЫ.
1. На основании аналитического обзора сформулирована научная проблема оценки резерва функционально-метаболических процессов резистентности у практически здоровых людей, определяющая пути разработки системы мероприятий по сохранению и укреплению здоровья как важнейшего компонента повышения качества жизни.
2. В результате изучения реактивности неспецифической защиты организма рыб и животных к вредным воздействиям получены системные критерии, независимо от метаболических особенностей обладающие высокой диагностической значимостью, позволяющие отделить норму от патологии и оценить защитно-приспособительные ресурсы организма задолго до их исчерпания.
3. Анализ частоты встречаемости различных типов реактивности фагоцитов крови выявил, что у практически здоровых людей (п = 1168) в 80% случаев наблюдаются ранние признаки оксидативного стресса (эндогенная гиперпродукция свободных радикалов и снижение функционального резерва фагоцитов), а в 6% случаев отмечены гипопродукция свободных радикалов и истощение функционального резерва фагоцитов, свидетельствующие об опасности срыва защитно-приспособительных механизмов.
4. Установленная зависимость активности функционально-метаболических процессов резистентности от пола и возраста показала, что предельный уровень продукции свободных радикалов не связан с полом и обратно коррелирует с возрастом, тогда как скорость процессов прооксидантной и антиоксидантной фаз кислородного гомеостаза крови в большей степени связана с полом, чем с возрастом. У женщин более вариабельной является антиоксидантная, а у мужчин — прооксидантная фаза реактивности клеточного звена неспецифического иммунитета в гемоциркуляции.
5. По данным анализа сезонной динамики функционально-метаболических процессов резистентности организма практически здоровых людей установлено, что снижение активности фагоцитов в зимний период синергически усиливается антропогенными стресс-факторами (эмоциональный стресс, искусственные десинхронозы), и на фоне недостаточного функционального резерва клеточной защиты повышает риск дизадаптации.
6. На основе изучения функционально-метаболических процессов резистентности внутренней среды организма в связи со спецификой факторов производственной среды выделены доминирующие механизмы нарушения окислительного гомеостаза фагоцитов крови: при умственной работе преобладала недостаточность антиоксидантной системы, при физической — избыточная антиген-стимулированная продукция свободных радикалов. Под влиянием химических факторов производственной среды обнаружено повышение свободнорадикаль-ного фона внутренней среды организма. Работа на ПЭВМ связана с риском количественного снижения и гипореактивности клеточного звена неспецифической резистентности крови.
7. Результатами трехлетнего мониторинга адаптационного потенциала организма практически здоровых детей и подростков доказано, что в условиях постоянного техногенного воздействия экотокси-кантов в сочетании с алиментарным дисбалансом и эндемичностью территории по Se и / основной причиной оксидативного стресса является истощение антиоксидантного резерва. Под влиянием разработанного комплекса мероприятий по оптимизации питания установлено снижение биохимических показателей оксидативного стресса, достигнута нормализация баланса ряда эссенциальных микроэлементов (Са, Fe, Си, Zri), снижен риск функциональных нарушений органов дыхания и желудочно-кишечного тракта, что в целом способствовало повышению адаптационного потенциала и улучшению качества жизни организованных учащихся.
8. По результатам анализа кинетики функционального ответа фагоцитов крови выявлены различия механизмов оксидативного стресса, инициированных в одном случае дефицитом компонентов антиокси-дантной защиты, а в другом — нарушением продукции свободноради-кальных метаболитов фагоцитами.
9. На основе интегральной оценки функционально-метаболических процессов резистентности организма разработана система мероприятий, включающая выявление исходного типа реактивности циркулирующих фагоцитов для выбора адекватного типа и уровня коррекционного воздействия, оценку антиоксидантного потенциала химических (микронутриенты) и физических (магнитное поле) корректоров кислородного метаболизма, а также контроль их эффективности in vivo. На индивидуальном и групповом уровне подтверждена эффективность данной системы для гомеостатической профилактики как важного компонента, определяющего качество жизни населения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Результаты проведенного исследования показали, что состояние функционально-метаболических процессов резистентности организма является надежным индикатором экологического здоровья и позволяет количественно оценивать пределы толерантности неспецифической защиты организма к вредным воздействиям окружающей среды по показателям окислительного гомеостаза крови. Метод оценки функционально-метаболических процессов резистентности с помощью ХЛ-анализа крови, ранее применявшийся только для контроля патологических состояний, высоко информативен и для оценки адаптационного потенциала неспецифической резистентности у практически здоровых людей.
Особенностью использованного подхода является то, что фагоцитирующие клетки крови реагируют на любой фактор, воздействующий на биосистему. При этом интегральным критерием неспецифической резистентности организма является соотношение реактивности клеток, продуцирующих свободные радикалы в гемоциркуля-ции, и антиоксидантного резерва крови.
Эти компоненты редокс-баланса внутренней среды организма изменяются независимо друг от друга, обладают слабой избирательностью, но высоко чувствительны к воздействиям природных и техногенных факторов среды, что позволяет рассчитывать уровень экологической нагрузки на организм — от нормального до критического — с помощью резервных коэффициентов клеточной реактивности (РК5 и РК/) и оценочного показателя прооксидантного сдвига (ОИ). Показатели соответствуют норме (РК5 = 3,8- PKf= 10- ОИ = 0) или указывают на критическое истощение адаптационного резерва клеточной защиты (РК5 =1,5- РК/= 2- ОИ = 33), если отклоняются от пороговых значений не более, чем на 30%. Информативность системных критериев весьма высока, получение — малозатратно по сравнению с многими формальными показателями гомеостаза, поэтому они являются удобным инструментом биомониторинга экологического здоровья организма и среды.
С помощью предложенных критериев установлено, что реактивность клеточного иммунитета у относительно здоровых людей значительно снижена относительно абсолютной нормы, и в зависимости от пола, возраста, профессиональных нагрузок, воздействий природных и/или техногенных стресс-факторов в большей или меньшей степени приближается к критическому уровню, граничащему с патологией.
Оценка функционально-метаболических процессов резистентности с помощью предложенных критериев позволила не только констатировать нарушение редокс-гомеостаза, но и выявить основные механизмы его формирования. Первый из них заключается в ослаблении эндогенной антирадикальной защиты, которое встречается наиболее часто и максимально выражено у растущего организма. Функционально-метаболические нарушения резистентности при этом преодолеваются даже на фоне непрекращающегося техногенного воздействия путем алиментарной коррекции, хотя обратимость дефицита пищевых антиоксидантов неодинакова, а по некоторым (селен) — высоко инерционна в силу эндемичности биогеоценоза. Этот факт позволяет предполагать, что субстрат-дефицитное блокирование селенофермен-тов компенсируется повышением нагрузки на другие компоненты АОС и может приводить к их ускоренному истощению, что является задачей дальнейших исследований.
Второй механизм связан с нарушением не элиминации, а продукции свободных радикалов, которая может быть чрезмерно стимулирована или угнетена в зависимости от природы внешнего воздействия. Оба варианта связаны с неблагоприятными сдвигами окислительного гомеостаза, но их коррекция требует использования различных стратегий. Алиментарные антиоксиданты, высоко эффективные в первом случае, способны усугубить ситуацию во втором. Нарушения ре-докс-гомеостаза внутренней среды организма, как правило, протекают с участием обоих механизмов, при этом выявление доминирующего типа нарушений, необходимое для выбора эффективной коррекции с помощью контролируемых факторов среды, может быть осуществлено с помощью хемилюминесцентного анализа функционально-метаболических процессов резистентности, в равной степени информативного как на индивидуальном, так и на групповом уровне. Развитие данного направления в г. Красноярске и крае, где пищевые дисбалансы сочетаются с неблагополучием по показателям заболеваемости и эндемичностью территории, является настоятельной необходимостью.
Ранние нарушения резистентности, не распознаваемые в рамках традиционной мультипараметрической диагностики, выявляются при анализе функциональных состояний фагоцитов, учет которых необходим для эффективной коррекции скрытых и явных нарушений редокс-гомеостаза с помощью преформированных факторов внешней среды. Такой подход препятствует «размыванию нормы» и дрейфу иммунологических индикаторов за пределы гомеостатического диапазона. Оценка функционально-метаболических процессов резистентности должна стать одним из важнейших компонентов постоянно действующего мониторинга, нацеленного на повышение адаптационного потенциала организма как одного из способов повышения качества жизни населения.
По итогам работы разработаны следующие практические рекомендации.
1. Применить предложенные критерии функционально-метаболических процессов резистентности при биомониторинге экологического здоровья сельскохозяйственых животных на индивидуальном и групповом уровнях.
2. Использовать полученные результаты как основу для региональной базы данных и динамического контроля за состоянием резистентности организма практически здорового населения г. Красноярска в связи с влияниями природных, техногенных, бытовых, производственных факторов среды.
3. Внедрить предложения по коррекции нарушений состояния здоровья путем изменения рациона питания детей и подростков в программе оздоровления учащихся интернатов, школ и других специализированных коллективах.
4. Использовать показатели функционально-метаболических процессов резистентности в случае низкой информативности биохимических показателей селенозависимых компонентов антиоксидант-ной системы организма в связи с эндемичностью биогеоценоза по селену.
5. Осуществлять прогноз влияния биологически активных добавок к пище, лекарственных препаратов, иммуномодуляторов и т. д. в диапазоне физиологических доз с использованием модели in vitro стимулированного и нестимулированного хемилюминесцентного ответа фагоцитов, полученных у потенциального потребителя тестируемого иммунокорректора.
